(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転自在に支持された回転軸と、該回転軸の外周面に嵌挿されたカッターとを具備し、回転する前記回転軸に固定された前記カッターにより長尺平板部材を切断して、複数の長尺帯板部材を形成するスリッタ装置であって、
前記回転軸は、中実状の軸心部材と、該軸心部材が嵌挿された状態で内部を密封された円筒中空状の外筒部材と、該外筒部材と前記軸心部材との隙間に連通する経路の一部に配設された液圧調整手段とを含み、
前記軸心部材のうち前記外筒部材に内包される部分は、その側面外周に沿って形成された複数の突条壁を軸方向の所定間隔毎に有し、
前記複数の突条壁は、周方向の等角度間隔毎にその一部を切り欠いて形成された油溜まり部を有し、
前記油溜まり部は、前記軸方向に隣接する前記突条壁の油溜まり部に対して周方向の位相をずらしながら、前記軸方向の所定間隔毎に形成された各突条壁に配置されており、
前記複数の突条壁により区画される各液室は、前記軸心部材と前記複数の突条壁との隙間および前記油溜まり部を介してそれぞれ連通し、かつ、
前記軸心部材と前記複数の突条壁との隙間および前記油溜まり部を介して前記各液室に液体を充填するとともに、該液体を前記液圧調整手段によって加圧することにより、前記回転軸が外径方向に膨張される構成としていることを特徴とするスリッタ装置。
【請求項２】
前記油溜まり部が形成されている周方向位相は、隣接する前記突条壁の油溜まり部の周方向位相に対して前記等角度間隔の１／２ずれている請求項１に記載のスリッタ装置。
【請求項３】
前記回転軸は、前記軸心部材に前記外筒部材が焼嵌められ、その後、前記外筒部材の外周面に研磨加工が施されることにより形成される請求項１又は２に記載のスリッタ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一対の回転刃によって切断加工を行うスリッタ装置に関し、より詳細には、幅広の金属薄板、金属箔、磁気テープ、樹脂フィルム、紙葉類などからなる長尺平板部材をその長手方向に沿って切断することにより、所望の幅を有する長尺帯板部材を形成するスリッタ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種のスリッタ装置として、回転自在に支持された回転軸（アーバ，スピンドル）と、該回転軸の外周面に嵌挿された円盤状（あるいはリング状）のカッターとを備え、回転する回転軸のカッターにより被切断対象物である長尺平板部材を切断して、複数の長尺帯板部材を形成するようになっている装置が知られている。【０００３】
このような構成からなるスリッタ装置では、カッターを回転軸に嵌挿可能にするために、回転軸の外周面とカッターの中心に穿設された嵌挿孔との間には、最低限の隙間を設ける必要があった。ところが、回転軸およびカッターの回転時には、この僅かな隙間に起因して、カッターが回転軸の径方向に振れる縦振れが発生する可能性があった。したがって、スリッタ装置において回転軸にカッターを嵌挿する場合、このカッターの縦振れに対する防止策が重要視されている。【０００４】
このカッターの縦振れを解消する方法として、カッターが嵌挿される回転軸の外径を拡張する構成を備えたスリッタ装置が、例えば特許文献１に開示されている。【０００５】
同特許文献１のスリッタ装置では、回転軸（スピンドル）の内部に形成された液室と、該液室に連通する液導入口を塞ぐためのねじ込み式封止部材とを設け、この液室に液を充填するとともに、封止部材を液導入口にねじ込むことにより、そのねじ込み量に応じた液圧を液室内に発生させている。そして、この液圧によって回転軸が外径方向に膨らむことにより、カッターユニットが回転軸に固定されるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−１３５６２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記特許文献１に記載のスリッタ装置では、回転軸の内部全体が液室であり、その総容積が非常に大きく設定されていた。したがって、この液室内に充填された液体の圧縮性が大きく影響するため、高い寸法精度を維持するのが困難であり、かつ、液室の大型化に伴って液圧を調整するためのねじ込み量などが増大するので、組み付け作業の効率を悪化させてしまう、という問題があった。【０００８】
また、上記特許文献１の回転軸のように、その内部全体を中空に形成してしまうと、回転軸自体の強度が低下するため、切断可能な被切断対象物の種類が限定されるとともに、回転軸の小径化を図るのが困難になってしまう、という問題があった。【０００９】
一方、回転軸の外径を拡張することなく、上述した縦振れの問題を解決する手段として、回転軸の外周面とカッターの嵌挿孔との隙間が限りなく０に近くなるようにカッターの嵌挿孔を加工することが考えられる。しかしながら、このような解決手段では、嵌挿孔の加工に非常に高い精度が要求されるため、逆に製造コストが増大してしまう可能性があり、また、カッターの嵌挿孔を回転軸に嵌挿する工程において多大な時間と労力を要してしまう、という問題があった。【００１０】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、回転軸に円盤状またはドーナツ状のカッターを容易に固定することができ、かつ、回転軸の小径化および高強度化を図ることができるスリッタ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の上記目的は、回転自在に支持された回転軸と、該回転軸の外周面に嵌挿されたカッターとを具備し、回転する前記回転軸に固定された前記カッターにより長尺平板部材を切断して、複数の長尺帯板部材を形成するスリッタ装置であって、前記回転軸が、中実状の軸心部材と、該軸心部材が嵌挿された状態で内部を密封された円筒中空状の外筒部材と、該外筒部材と前記軸心部材との隙間に連通する経路の一部に配設された液圧調整手段とを含み、前記軸心部材のうち前記外筒部材に内包される部分が、その側面外周に沿って形成された複数の突条壁を軸方向の所定間隔毎に有し、前記複数の突条壁は、周方向の等角度間隔毎にその一部を切り欠いて形成された油溜まり部を有し、前記油溜まり部は、前記軸方向に隣接する前記突条壁の油溜まり部に対して周方向の位相をずらしながら、前記軸方向の所定間隔毎に形成された各突条壁に配置されており、前記複数の突条壁により区画される各液室は、前記軸心部材と前記複数の突条壁との隙間および前記油溜まり部を介してそれぞれ連通し、かつ、前記軸心部材と前記複数の突条壁との隙間および前記油溜まり部を介して前記各液室に液体を充填するとともに、該液体を前記液圧調整手段によって加圧することにより、前記回転軸が外径方向に膨張される構成としていることを特徴とするスリッタ装置により、達成される。
【００１３】
さらに、本発明の上記目的は、前記油溜まり部が形成されている周方向位相が、隣接する前記突条壁の油溜まり部の周方向位相に対して前記等角度間隔の１／２ずれていることにより、効果的に達成される。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に係るスリッタ装置によれば、カッターが嵌挿固定される回転軸が、中実状の軸心部材と、該軸心部材が嵌挿された状態で内部を密封された外筒部材とからなる二重構造であり、軸心部材と外筒部材との間の液体充填空間が軸心部材の側面に形成された複数の突条壁によって複数の液室に区画され、かつ、各液室が軸心部材と突条壁との隙間を介して連通している。このような回転軸の構成により、回転軸の内部に形成される液体充填空間の容積を小さく抑えることができるので、回転軸の十分な強度および真円度を維持しつつ、外径を拡縮可能な構成を実現することができる。その結果、回転軸の小径化・小型化を図ることが可能となり、カッターならびに装置全体を小型化することができ、低コスト化を図ることができる。さらに、回転軸の剛性を高めることが可能であることから、幅精度の向上や断面形状の均質化などにつながるカッターの位置調整の高精度化を図ることができ、かつ、回転軸の軸方向寸法を大きくして幅広な寸法を有する被切断対象物の切断に対応したり、あるいはカッターへの負荷が大きい高抗張力の材料に対応したりすることが可能となり、装置の大きさに対する切断可能な被切断対象物の条件を拡大することができる。【００１５】
また、本発明に係るスリッタ装置によれば、回転軸の内部に充填される液体量が少ないため、その液体の圧縮による影響を抑制することができ、かつ、液圧調整する際に要する労力の軽減化および時間の短縮化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施形態に係るスリッタ装置を一部断面で示す側面図である。
【図２】本発明の実施形態に係るスリッタ装置の回転軸を一部断面で示す側面図である。
【図３】図２の回転軸の要部を拡大して示す側面図である。
【図４】図２の回転軸の要部を一部破断して概略的に示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面を参照にしながら本発明の実施形態について説明する。本発明に係るスリッタ装置は、幅広の金属薄板などからなる長尺平板（シート状）部材をその長手方向に沿って切断することにより、所定幅の長尺帯板部材を形成するものである。
【００１８】
図１は、本発明の実施形態に係るスリッタ装置を一部断面で示す側面図である。同図において、本実施形態に係るスリッタ装置１は、左右に配された支持部２，３と、該支持部２，３を介して回転自在に支持された平行な一対の回転軸４Ａ，４Ｂと、該回転軸４Ａ，４Ｂの外周面に嵌挿された円盤状のカッター５とを備えている。また、同図には示されていないが、回転軸４Ａ，４Ｂは、それぞれ支持部２の一端側（同図左側）で回転駆動手段に連結されている。そして、この回転駆動手段により、回転軸４Ａ，４Ｂが互いに長尺平板部材の送り方向に同速度で回転し、この回転軸４Ａ，４Ｂ間に長尺平板部材を通すことにより、該長尺平板部材がカッター５によって切断され、所定幅の長尺帯板部材が形成される。
【００１９】
なお、ここでは、回転軸４Ａ，４Ｂの両軸が回転駆動手段に連結されているが、本発明はこれに限定されず、例えば回転軸４Ａ，４Ｂのいずれか一方の軸のみが回転駆動手段に連結されていてもよい。また、回転軸４Ａ，４Ｂの両軸とも回転駆動手段に連結されていない場合でも、被切断対象である長尺平板部材を回転軸４Ａ，４Ｂの軸間に通し、これに直接推進力を与えることにより、上述したものと同様に切断することが可能である。さらに、回転軸４Ａ，４Ｂの回転速度は、必ずしも同一でなくてもよく、被切断対象の種類や切断条件などに応じて、互いの回転速度が異なるように設定してもよい。
【００２０】
支持部２は、回転軸４Ａおよび回転軸４Ｂの一端部を回転自在に支持する軸受６Ａ，７Ａおよび軸受６Ｂ，７Ｂを備え、軸受６Ａ，７Ａは、軸間調整手段８によって軸受６Ｂ，７Ｂとの相対位置を調整可能になっている。これと同様に、支持部３は、回転軸３Ａおよび回転軸３Ｂの他端部を回転自在に支持する軸受９Ａおよび軸受９Ｂを備え、軸受９Ａは、軸間調整手段１０によって軸受９Ｂとの相対位置を調整可能になっている。
【００２１】
支持部２と支持部３との間における各回転軸４Ａ，４Ｂの一端部には、径方向に突出した係止部（鍔部）１１Ａ，１１Ｂが形成され、一方、支持部２と支持部３との間における各回転軸４Ａ，４Ｂの他端部には、軸方向への予圧を調整可能な押圧部材１２Ａ，１２Ｂがネジ締結などによって固定されている。この係止部１１Ａ，１１Ｂ、押圧部材１２Ａ，１２Ｂ、および回転軸４Ａ，４Ｂに嵌挿された各カッター５の軸方向の間隙には、カッター５と同様に回転軸４Ａ，４Ｂの外周面に嵌挿された中空円筒状のスペーサ１３が配設され、このスペーサ１３の軸方向寸法により各カッター５，５間の距離が決定される。カッター５およびスペーサ１３を回転軸４Ａ，４Ｂに装着する際には、まず、押圧部材１２Ａ，１２Ｂが取り外されている回転軸４Ａ，４Ｂの他端側からカッター５およびスペーサ１３を嵌挿し、その後、回転軸４Ａ，４Ｂの他端部に押圧部材１２Ａ，１２Ｂを固定し、該押圧部材の加圧を調整することにより、カッター５およびスペーサ１３が一端側（図１中の矢印Ｘ方向）に押圧され、回転軸４Ａ，４Ｂに固定される。なお、押圧部材１２ａ，１２Ｂを省略し、回転軸４Ａ，４Ｂの他端部に形成されたネジ溝にナットを螺合し、該ナットによって他端側のスペーサ１３を矢印Ｘ方向に直接加圧するような形態を採用してもよい。
【００２２】
図２は、本発明の実施形態に係るスリッタ装置の回転軸を一部断面で示す側面図である。また、図３は、図２の回転軸の要部を拡大して示す側面図であり、図４は、図２の回転軸の要部を一部破断して概略的に示す斜視図である。
【００２３】
図２に示すように、本実施形態に係るスリッタ装置１の各回転軸４Ａ，４Ｂは、中実状の軸心部材４１と、該軸心部材４１の支持部２と支持部３との間に該当する箇所に嵌挿された状態で内部を密封された円筒中空状の外筒部材４２と、この軸心部材４１と外筒部材４２との隙間に連通する経路の一部に配設された液圧調整手段４３とを備えている。軸心部材４１の係止部１１および他端部には、該軸心部材４１と外筒部材４２との隙間に充填される液体（油など）の注入・抜取用のドレンプラグ４４，４５が配設され、このうち係止部１１のドレンプラグ４４の流路は、上述した液圧調整手段４３と連通している。この回転軸４Ａ，４Ｂに対しては、軸心部材４１に外筒部材４２を嵌挿した状態で密封された後に、仕上げ加工や組み付けが行われるので、組み立て式や使用現場で嵌合する形態に較べて、高い真円度・円筒度を確保することが可能である。
【００２４】
液圧調整手段４３は、図３に示すように、軸心部材４１と外筒部材４２との隙間に連通する経路の一部として形成されたシリンダ部４６と、該シリンダ部の上部内周面に形成された雌ネジ溝と螺合するネジ式ピストン部材４７とを備えた捻じ込みプラグ式であり、外筒部材４２の内部に液体が充填された状態でネジ式ピストン部材４７を回転させることにより、その液体の液圧を調整できるようになっている。なお、ここでは、液圧調整手段４３として捻じ込みプラグ式のものが適用されているが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば油圧ポンプや電動ピストンを適用して、液圧調整のための作業を省略できるような構成にしてもよい。また、ピストン部材を押し込む構造として、ネジ機構の代わりにカム機構を適用することも可能である。
【００２５】
図３および図４に示すように、軸心部材４１のうち外筒部材４２に内包される部分は、その側面外周に沿って形成された複数の突条壁４８を軸方向の所定間隔毎に有し、軸心部材４１と外筒部材４２との隙間は、この突条壁４８により複数の液室に区画されている。また、各突条壁４８は、周方向の略１８０°毎にその一部を切り欠いて形成された油溜まり部４９を有し、この油溜まり部４９は、隣接する突条壁４８の油溜まり部４９に対して周方向の位相が略９０°ずれるように形成されている。このような複数の突条壁４８によって画定される各液室は、突条壁４８の外周面と外筒部材４２の内周面との隙間および油溜まり部４９を介して隣接する液室と相互に連通している。なお、突条壁４８の油だまり部４９は、周方向の等角度間隔毎に形成されていればよく、例えば各突条壁４８の周方向１２０°間隔毎に３個、あるいは周方向９０°間隔毎に４個ずつ形成されていてもよい。また、油溜まり部４９の周方向位相は、隣接する突条壁４８の油溜まり部４９の周方向位相に対して上記等角度間隔の１／２ずれているのが好ましい。したがって、油溜まり部４９が周方向１２０°（または９０°）間隔毎に形成されている場合には、その油溜まり部４９の周方向位相は、隣接する突条壁４８の油溜まり部４９の周方向位相に対して６０°（または４５°）ずらして形成される。
【００２６】
次に、上述したような構成からなる本実施形態に係るスリッタ装置１の作用効果について説明する。
【００２７】
まず、回転軸４Ａ，４Ｂの製造時にドレンプラグ４４，４５から回転軸４Ａ，４Ｂの軸心部材４１と外筒部材４２との隙間に液体を充填する。この際、複数の突条壁４８により区画された各液室は、外筒部材４２の内周面と突条壁４８の外周面との間に生じる僅かな間隙だけではなく、突条壁４８の一部を切り欠いて形成された油溜まり部４９を介しても隣接する液室と相互に連通し、かつ、この油溜まり部４９の周方向における位相が上述したように千鳥配置になっているので、充填する液体を隙間全体に満遍なく円滑に行き渡らせることができる。
【００２８】
そして、軸心部材４１と外筒部材４２との隙間への液体充填が終了して、ドレンプラグ４４，４５を封止された回転軸４Ａ，４Ｂの外周面（すなわち外筒部材４２の外周面）にカッター５およびスペーサ１３を装着し、液圧調整手段４３のネジ式ピストン部材４７を時計方向に回転する。この回転に伴って、ネジ式ピストン部材４７がシリンダ部４６内に捻じ込まれ、その捻じ込み量に応じて充填液体の圧力が高まる。そして、この充填液体の圧力の上昇に応じて、回転軸４Ａ，４Ｂが外径方向に膨張する。これにより、カッター５およびスペーサ１３の嵌挿孔と回転軸４Ａ，４Ｂの外周面との間に生じる僅かな間隙を限りなくゼロに近い状態にすることが可能となり、カッター５を回転軸４Ａ，４Ｂに対して強固に固定できるとともに、回転時のカッター５の縦振れを抑制することができる。なお、液圧調整手段４３による充填液体の液圧調整と、押圧部材１２Ａ，１２Ｂによる軸方向の予圧調整とは、特にどちらが先でなくてはならないという限定はなく、例えば交互に少しずつ加圧するように操作してもよい。
【００２９】
一方、カッター５を交換するために回転軸４Ａ，４Ｂから取り外す場合には、液圧調整手段４３のネジ式ピストン部材４７を反時計方向に回転して充填液体に対する加圧を解除する。これにより、回転軸４Ａ，４Ｂの外径が収縮し、カッター５およびスペーサ１３を回転軸４Ａ，４Ｂから容易に取り外すことができる。なお、本実施形態に係るスリッタ装置１では、原則として回転軸４Ａ，４Ｂ内に充填された液体は、装置の運用期間を通して抜き取られることはないが、仮に液体交換などの必要性が生じた場合には、ドレンプラグ４４，４５を介して回転軸４Ａ，４Ｂ内の液体を抜き取ることができる。
【００３０】
以上のように、本実施形態に係るスリッタ装置１によれば、カッター５が嵌挿固定される回転軸４Ａ，４Ｂが、中実状の軸心部材４１と、該軸心部材４１が嵌挿された状態で内部を密封された外筒部材４２とからなる二重構造で形成され、かつ、軸心部材４１と外筒部材４２との間の液体充填空間が軸心部材４１の側面に形成された複数の突条壁４８によって複数の液室に区画されている。これにより、回転軸４Ａ，４Ｂの内部に形成される液体充填空間の容積を小さく抑えることができるので、回転軸４Ａ，４Ｂの十分な強度および真円度を維持しつつ、液圧調整手段４３による少ない捻じ込み量で容易に回転軸４Ａ，４Ｂの外径を拡縮することができる。
【００３１】
また、このように回転軸４Ａ，４Ｂの外径が拡縮可能な構成を備えていることにより、回転軸４Ａ，４Ｂにカッター５を嵌挿するのに必要な最低限のあそび量およびその加工寸法精度を超えて、回転軸４Ａ，４Ｂの外径とカッター５の嵌挿孔との隙間を最小化することができるので、回転軸４Ａ，４Ｂにカッター５を強固に固定してカッター５の縦振れを効果的に抑制することができる。
【００３２】
以上、本発明の実施形態について具体的に説明してきたが、本発明はこれに限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
【００３３】
上述した本発明の実施形態に係るスリッタ装置１では、一対の回転軸４Ａ，４Ｂの両軸とも、その外径を拡縮できるように構成されているが、例えば、一対の回転軸４Ａ，４Ｂのうちの少なくとも一方の軸がこのように構成されているスリッタ装置も、本発明に含まれる。
【００３４】
また、上述した本発明の実施形態に係るスリッタ装置１では、一対の回転軸４Ａ，４Ｂの両軸にカッター５が嵌挿固定されているが、例えば、一対の回転軸４Ａ，４Ｂのうちの一方の軸にのみカッター５が嵌挿固定され、他方の軸のカッター５と対向する位置には、俎板に相当する円筒状の冶具がカッター５の刃先に接するように嵌挿固定され、これらの回転軸のうちの少なくとも１つが、上述したように外径を拡縮できるように構成されているスリッタ装置も、本発明に含まれる。
【００３５】
さらに、上述した本発明の実施形態に係るスリッタ装置１では、一対の回転軸４Ａ，４Ｂが具備されていたが、本発明には、この回転軸４Ａ，４Ｂと同様に構成された１本の回転軸のみが具備されたスリッタ装置も含まれる。この場合、その一本の回転軸に嵌挿固定されたカッター５の歯先が俎板として機能する部材に接するように配され、該俎板部材の表面に沿って移送された被切断対象が回転軸のカッターと俎板部材との間を通過することにより、上述したスリッタ装置１と同様に被切断対象が切断される。
【符号の説明】
【００３６】
１・・・スリッタ装置
４Ａ，４Ｂ・・・回転軸
５・・・カッター
４１・・・軸心部材
４２・・・外筒部材
４３・・・液圧調整手段
４８・・・突条壁
４９・・・油溜まり部
【図１】
0005499048.tif 000002
【図２】
0005499048.tif 000003
【図３】
0005499048.tif 000004
【図４】
0005499048.tif 000005